Assessment of Groundwater Contamination Using Geographic Information System

지리정보시스템을 이용한 지하수 오염 평가

  • 전효택 (서울대학교 공과대학 지구환경시스템공학부) ;
  • 안홍일 (서울대학교 공과대학 지구환경시스템공학부)
  • Published : 1998.09.01

Abstract

In this study two sites were selected to investigate groundwater contamination and spatial relationship between pollution level and its source. One is the Asan area, agricultural district where pollution sources are scattered. The other is the Gurogu area of Seoul city, industrial district where industrial complex and residential areas are located. Groundwater samples collected from these districts were analysis for chemical constituents. The attribute value files of the chemical constituents of groundwater and the spatial layers have been constructed and the pollution properties have been investigated to find out spatial relationships between the groundwater constituents and pollution sources using CIS. Relatively high contents of Si and HCO$_3$ in groundwater from the Asan area reflect the effect of water-rock interaction, whereas high contents of Cl, NO$_3$, SO$_4$and Ca in groundwater from the Gurogu area are due to the pollution of various sources. Pollution over the critical level of Korean Dinking Water Standard has been investigated from 15 sampling sites out of 40 in the Asan area, and 33 sampling sites out of 51 in the Gurogu area. There is pollution of NO$_3$, Cl, Fe, Mn, SO$_4$and Zn in groundwater from the Gurogu area, and that of NO$_3$, SO$_4$and Zn in groundwater from the Asan area. Principal pollution in both areas is NO$_3$contamination. Deep groundwater from the Asan area is not contaminated with NO$_3$except for one site and most of shallow groundwater near the potential point sources such as factory and stock farm is contaminated seriously. Groundwater from the Gurogu area has been already polluted seriously considering the fact of contamination of deep groundwater. This study reports a spatial relationship between the pollution level and pollution source using GIS.

이 연구는 오염원이 산재해 있는 농촌지역으로 아산지역을, 그리고 공업단지와 주거지역이 위치한 공단지역으로 구로구지역을 연구대상지역으로 선정하여 공단지역과 농촌지역 지하수의 물리.화학적 특성과 오염 양상을 조사하였다. 또한 지하수의 효율적인 이용과 적절한 관리를 위해 지리정보시스템을 구축하고 이를 이용하여 지하수오염과 잠재점오염원의 공간적인 관련성을 규명하였다. 아산지역 지하수는 Ca-HCO$_3$유형의 지하수이며 SiO$_2$와 HCO$_3$함량비가 높은 특징을 보여 물-암석 반응이 지하수 성분을 지배하는 가장 큰 요인임을 보여준다. 구로구지역 지하수는 Ca-HCO$_3$유형의 지하수이며 Cl, NO$_3$및 SO$_4$등 오염물질이 부화되고 SiO$_2$에 비해 Ca 함량비가 더 높게 나타나는 등 다양한 오염원에 의한 영향을 반영하고있다. 아산지역에서는 37.5%(총 40개 중 15개)의 지하수 시료에서 NO$_3$,SO$_4$및 Zn의 함량이 먹는 물 수질 기준을 초과하는 오염현상이 조사되었으며, 대부분이 NO$_3$의 오염이었다. 축산농가 및 공장에 대해 오염영향범위를 조사하기 위해 버퍼링 분석을 실시한 결과 l00 m 거리에 걸쳐 오염의 영향이 미치고 있어 공장 및 축산농가가 지하수 오염의 직접적인 원인임을 확인하였다. 구로구지역에서는 64.7%(총 51개 중 33개)의 지하수 시료에서 NO$_3$, Cl, SO$_4$, Fe 및 Zn의 함량이 음용수 수질기준을 초과하는 오염현상이 확인되었다. NO$_3$오염은 50 m 이상의 심부지하수에서도 관찰되어 이미 심각한 오염현상이 진행되었음을 보여주었다. Cl 오염은 구로동 지역의 50 m 이하 천부지하수에서 관찰되었으나 구로동의 구로공단지역에서는 먹는 물 수질기준 이하의 낮은 함량을 보였다. 구로동지역은 70%, 고척동지역은 42%, 궁동지역은 14%의 지하수 시료에서 오염물질이 먹는 물 수질기준을 초과하는 오염현상이 조사되었다.

Keywords